PL239361B1

PL239361B1 - A method of recycling multi-material packages, including those containing aluminum, and a device for recycling multi-material packages containing aluminum

Info

Publication number: PL239361B1
Application number: PL421013A
Authority: PL
Inventors: Michał Moszczański
Original assignee: Moszczanski Michal
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2021-11-29
Also published as: PL421013A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób recyklingu opakowań wielomateriałowych w tym zawierających aluminium, który charakteryzuje się tym, że uzyskana podgrzana mieszanina odpadów ze zbiornika odpadów (1) za pośrednictwem podajnikami po otwarciu zasuwy odcinającej (3), jest przetłaczana do zbiornika pośredniego (4) i w dalszej kolejności po napełnieniu zbiornika pośredniego (4) zamknięciu zasuwy odcinającej (3) i otwarciu zasuwy hermetycznej (5) mieszanina odpadów jest podawana do sekcji tłoczącej (6) wytłaczarki ślimakowej (7). Następnie przy zamkniętej zasuwie hermetycznej (5) mieszanina odpadów jest wtłaczana do sekcji centralnej wytłaczarki ślimakowej (7) umieszczonej w reaktorze cieplnym (8) opalanym paliwem stałym lub gazowym, przy czym sekcja tłocząca (6) wytłaczarki ślimakowej (7) umieszczona jest w reaktorze cieplnym (8) w parowym wymienniku ciepła (9), zasilanym z wytwornicy pary lub kotła parowego (10) w parę o temperaturze do 150°C i ciśnieniu do 0,5 MPa i regulowanym przepływie w celu uzyskania w wymienniku ciepła (9) temperatury pary w zakresie 250 - 350°C, odprowadzanej następnie do zewnętrznego wymiennika ciepła (11) i następnie skraplacza (31). W dalszym etapie procesu w sekcji centralnej wytłaczarki ślimakowej (7) w temperaturze 250 - 350°C następuje kolejno upłynnienie a następnie odparowanie frakcji lotnych węglowodorów, które są kierowane do zbiornika buforowego (25) i dalej rurociągiem do skrubera (12) celem ich skroplenia i zmagazynowania w zbiorniku płynnych węglowodorów (13), ponadto w procesie przetłaczania odpadów następuje toryfikacja zawartego w odpadach papieru.The subject of the invention is a method of recycling multi-material packaging, including that containing aluminium, which is characterised in that the obtained heated waste mixture from the waste tank (1) is pumped via feeders to an intermediate tank (4) after opening the cut-off valve (3) and then, after filling the intermediate tank (4), closing the cut-off valve (3) and opening the hermetic valve (5), the waste mixture is fed to the pressing section (6) of the screw extruder (7). Then, with the hermetic valve (5) closed, the waste mixture is pressed into the central section of the screw extruder (7) placed in a thermal reactor (8) fired with solid or gaseous fuel, wherein the pressing section (6) of the screw extruder (7) is placed in the thermal reactor (8) in a steam heat exchanger (9), supplied from a steam generator or a steam boiler (10) with steam at a temperature of up to 150°C and a pressure of up to 0.5 MPa and with an adjustable flow in order to obtain a steam temperature in the heat exchanger (9) in the range of 250 - 350°C, which is then discharged to the external heat exchanger (11) and then to the condenser (31). In the next stage of the process, in the central section of the screw extruder (7) at a temperature of 250 - 350°C, the volatile hydrocarbon fractions are liquefied and then evaporated, which are directed to the buffer tank (25) and then through a pipeline to the scrubber (12) in order to condense them and store them in the liquid hydrocarbon tank (13); moreover, in the process of pressing the waste, the paper contained in the waste is torrefaction.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób recyklingu opakowań wielomateriałowych w tym zawierających aluminium oraz urządzenie do recyklingu opakowań wielomateriałowych zawierających aluminium polegający na przetwórstwie na skalę przemysłową opakowań i odpadów poprodukcyjnych zawierających tworzywa sztuczne oraz aluminium i papier.The subject of the invention is a method of recycling multi-material packages, including those containing aluminum, and a device for recycling multi-material packages containing aluminum, consisting in the industrial processing of packaging and post-production waste containing plastics, aluminum and paper.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 219475 sposób odzysku aluminium z poprodukcyjnych odpadów wielomateriałowych i opakowaniowych zawierających tworzywa grupy poliolefin oraz aluminium i papier, znajdujący zastosowanie szczególnie w przemysłowej przeróbce i recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych, polegający na tym, że uzyskana uplastyczniona i częściowo upłynniona mieszanina odpadów jest przetłaczana do reaktora głównego i podgrzana do temperatury nie przekraczającej 200°C a następnie w reaktorze głównym pozostałe nie rozpuszczone wcześniej cząsteczki stałe tworzywa są rozpuszczane w otoczeniu płynnych węglowodorów aromatycznych, które po nasyceniu przepływają układem rurowym do reaktora kompensacyjnego. Nadmiar frakcji ciekłej poliolefin, będącej przedmiotem krakingu z obu reaktorów, jest przesyłany rurociągiem do reaktora separacyjnego a wydzielające się w trakcie procesu we wszystkich reaktorach frakcje lotne węglowodorów, są kierowane rurociągami do skrubera celem ich skroplenia. Dodatkowo nieskroplone gazy, przepuszczone przez filtr wodny, są magazynowane w zbiorniku gazów technologicznych, przy czym połączenia rurociągowe odprowadzające frakcje lotne poliolefin z każdego z reaktorów i połączenie zwrotne skrubera z reaktorem kompensacyjnym poprzez blok zaworów, stanowią zabezpieczenie przed niekontrolowanym wzrostem ciśnienia w układzie i zapewniają ciągłe uzupełnienie ubytków węglowodorów aromatycznych niezbędnych do realizacji procesu krakingu w reaktorach w zamkniętym cyklu. Nadmiar upłynnionych poliolefin ze wszystkich reaktorów jest odprowadzany bezpośrednio lub poprzez zbiornik odsączający do zbiornika podstawowego. Ponadto frakcje stałe odpadów wraz z aluminium osadzone na dnie reaktora głównego są transportowane podajnikiem upłynnionych węglowodorów do zbiornika odsączającego i podawane procesowi segregacji na odpady stałe i czyste aluminium składowane w zbiorniku. Także frakcje stałe wraz z aluminium są dodatkowo wytrącane i osadzają się na dnie w reaktorze separacyjnym i podawane dalszemu procesowi segregacji na odpady stałe i czyste aluminium.There is known from the Polish patent description PL 219475 a method of recovering aluminum from post-production multi-material and packaging waste containing polyolefin group materials as well as aluminum and paper, which is used especially in the industrial processing and recycling of plastic waste, consisting in the fact that the obtained plasticized and partially liquefied mixture is the waste is forced into the main reactor and heated to a temperature not exceeding 200 ° C, and then in the main reactor, the remaining solid particles, undissolved, are dissolved in the vicinity of liquid aromatic hydrocarbons, which, after saturation, flow through the piping system to the compensating reactor. The excess of the liquid fraction of polyolefins, which is subject to cracking from both reactors, is sent through a pipeline to the separation reactor, and the volatile hydrocarbon fractions released during the process in all reactors are directed through pipelines to the scrubber for condensation. In addition, non-condensable gases, passed through the water filter, are stored in the process gas tank, while the pipeline connections discharging volatile fractions of polyolefins from each of the reactors and the return connection of the scrubber with the compensation reactor through the valve block protect against uncontrolled pressure increase in the system and ensure continuous supplementing the losses of aromatic hydrocarbons necessary for the cracking process in closed-cycle reactors. The excess of liquefied polyolefins from all reactors is discharged directly or via a drain tank to the primary vessel. Moreover, solid fractions of waste together with aluminum deposited at the bottom of the main reactor are transported by a feeder of liquefied hydrocarbons to a draining tank and fed to the process of segregation into solid waste and pure aluminum stored in the tank. Also, solid fractions together with aluminum are additionally precipitated and deposited at the bottom in the separation reactor and fed to the further segregation process into solid waste and pure aluminum.

W zgłoszeniu patentowym P.407977 opisany jest sposób recyklingu odpadów z blistrów z polichlorku winylu i aluminium polegający na chemicznym oddzieleniu polichlorku winylu (PVC) od aluminium a następnie mechanicznej separacji obydwu składników blistrów i ich ponownemu wykorzystaniu, który charakteryzuje się tym, że rozdrobnione odpady blistrów podawane są do ogrzewanego reaktora z podgrzanymi do temperatury 45-80°C węglowodorami aromatycznymi. Następnie blistry przetrzymuje się w reaktorze przez okres od 30 do 60 min., po czym węglowodory aromatyczne zostają spuszczone z reaktora do zbiornika buforowego. Mieszaninę stałą pozostającą w reaktorze zalewa się wodą, powstaje emulsja wodno-węglowodorowa, a w reaktorze temperatura zostaje podniesiona od 80 do 100°C, co powoduje spęcznienie i zwiększenie powierzchni rozdrobnionego PVC z jednoczesnym oddzieleniem aluminium od tworzywa. Po upływie czasu od 30 do 60 min., emulsja wodno-węglowodorowa zostaje spuszczona do odrębnego zbiornika a w reaktorze obniża się temperaturę do 40-60°C i następnie zalewa się mieszaninę rozdzielonego PVC i aluminium roztworem alkoholu, w celu oczyszczenia aluminium i tworzywa PVC z resztek węglowodorów aromatycznych. Następnie po wypłukaniu i odparowaniu resztek alkoholu, wyjmuje się z reaktora uzyskany surowiec, który poddany jest suszeniu i dalszemu rozdrobnieniu na specjalnym urządzeniu do rozdrabniania. W dalszym etapie procesu następuje mechaniczna separacja tworzywa PVC od aluminium z jednoczesną granulacją tworzywa (PCV) od 5-12 mm, przy czym odseparowane płatki aluminium poddawane są procesowi granulacji w granulatorze.The patent application P.407977 describes a method of recycling waste from polyvinyl chloride and aluminum blisters consisting in the chemical separation of polyvinyl chloride (PVC) from aluminum and then mechanical separation of both components of the blisters and their reuse, which is characterized by the fact that shredded blister waste are fed to a heated reactor with aromatic hydrocarbons heated to a temperature of 45-80 ° C. The blisters are then held in the reactor for a period of 30 to 60 minutes, after which the aromatic hydrocarbons are drained from the reactor into the buffer vessel. The solid mixture remaining in the reactor is poured over with water, a water-hydrocarbon emulsion is formed, and the temperature in the reactor is raised from 80 to 100 ° C, which causes swelling and an increase in the surface of the shredded PVC with simultaneous separation of aluminum from the material. After 30 to 60 minutes, the water-hydrocarbon emulsion is drained into a separate tank and the temperature in the reactor is lowered to 40-60 ° C, and then the mixture of separated PVC and aluminum is poured over with an alcohol solution in order to clean the aluminum and PVC material from residual aromatic hydrocarbons. Then, after rinsing and evaporating the remnants of alcohol, the raw material obtained is taken out of the reactor, which is then dried and further crushed in a special grinding device. In a further stage of the process, the mechanical separation of PVC material from aluminum takes place with simultaneous granulation of the material (PVC) from 5-12 mm, while the separated aluminum flakes are subjected to the granulation process in the granulator.

Według wynalazku, będącego przedmiotem zgłoszenia sposób recyklingu opakowań wielomateriałowych w tym zawierających aluminium charakteryzuje się tym, że uzyskana podgrzana mieszanina odpadów ze zbiornika odpadów za pośrednictwem podajnika, po otwarciu zasuwy odcinającej jest przetłaczana do zbiornika pośredniego. W dalszej kolejności po napełnieniu zbiornika pośredniego, zamknięciu zasuwy odcinającej i otwarciu zasuwy hermetycznej mieszanina odpadów jest podawana do sekcji tłoczącej wytłaczarki ślimakowej. Następnie przy zamkniętej zasuwie hermetycznej mieszanina odpadów jest wtłaczana do sekcji centralnej wytłaczarki ślimakowej umieszczonej w reaktorze cieplnym opalanym paliwem stałym lub gazowym, przy czym sekcja tłocząca wytłaczarki ślimakowej umieszczona jest w reaktorze cieplnym w parowym wymienniku ciepła, zasilanym z wytwornicy pary lub kotła parowego w parę o temperaturze do 150°C i ciśnieniu do 0,5 MPa i regulowanym przepływie w celuAccording to the invention, the method of recycling multi-material packages, including aluminum ones, is characterized in that the obtained heated mixture of waste from the waste tank via a feeder, after opening the shut-off gate valve, is forced into an intermediate tank. Next, after filling the intermediate tank, closing the shut-off valve and opening the hermetic valve, the waste mixture is fed to the pressing section of the extruder. Then, with the hermetic gate valve closed, the waste mixture is forced into the central section of the screw extruder located in the thermal reactor fired with solid or gaseous fuel, while the pressing section of the screw extruder is placed in the thermal reactor in a steam heat exchanger, fed from a steam generator or steam boiler with steam o temperature up to 150 ° C and pressure up to 0.5 MPa and controlled flow of the target

PL 239 361 B1 uzyskania w wymienniku ciepła temperatury pary w zakresie 250-350°C, odprowadzanej następnie do zewnętrznego wymiennika ciepła i następnie skraplacza. W dalszym etapie procesu w sekcji centralnej wytłaczarki ślimakowej w temperaturze 250-350°C następuje kolejno upłynnienie a następnie odparowanie frakcji lotnych węglowodorów, które są kierowane do zbiornika buforowego i dalej rurociągiem do skrubera celem ich skroplenia i zmagazynowania w zbiorniku płynnych węglowodorów. Ponadto w procesie przetłaczania odpadów następuje toryfikacja zawartego w odpadach papieru, który w postaci koksiku wraz z kawałkami aluminium jest transportowany do zbiornika buforowego, z którego po otwarciu zasuwy nożowej, uzyskane stałe frakcje są zrzucane do zbiornika magazynowego w celu ich schłodzenia i składowania. Frakcje stałe wraz z aluminium składowane w zbiorniku magazynowym, podawane są dalszemu procesowi segregacji na odpady stałe i czyste aluminium w separatorze.The steam temperature in the range 250-350 ° C is obtained in the heat exchanger, then discharged to the external heat exchanger and then to the condenser. In a further stage of the process, in the central section of the extruder, at a temperature of 250-350 ° C, there is successively liquefaction and then evaporation of volatile hydrocarbon fractions, which are directed to the buffer tank and then through a pipeline to the scrubber for condensation and storage in the tank of liquid hydrocarbons. In addition, in the process of shifting the waste, the paper contained in the waste is torrefied, which is transported in the form of coke breeze along with pieces of aluminum to the buffer tank, from which, after opening the knife gate, the obtained solid fractions are discharged into the storage tank for cooling and storage. Solid fractions together with aluminum stored in the storage tank are fed to the further process of segregation into solid waste and pure aluminum in the separator.

Istotą urządzenia do recyklingu opakowań wielomateriałowych zawierających aluminium według wynalazku jest to, że w komorze cieplnej reaktora w parowym wymienniku ciepła umieszczona jest co najmniej jedna sekcja tłocząca wytłaczarki ślimakowej napędzanej układem napędowym i zasilanej w odpowiednio przygotowane odpady ze zbiornika odpadów za pomocą podajnika poprzez zbiornik pośredni zaopatrzony od góry w zasuwę odcinającą i od dołu w zasuwę hermetyczną. Ponadto parowy wymiennik ciepła posiada zawór wlotowy do zasilania w parę z zewnętrznego źródła w postaci kotła parowego oraz zawór wylotowy do odprowadzenia podgrzanej pary do tem peratury 250-350°C do zewnętrznego wymiennika ciepła i dalej do skraplacza. Ponadto sekcja tłocząca wytłaczarki ślimakowej w końcowej części posiada zbiornik pośredni, do którego odsysane są odparowane frakcje lotnych węglowodorów oraz zbiornik buforowy z zasuwą nożową odcinającą wlot zsypu do zbiornika magazynowego, przy czym zbiornik pośredni połączony jest rurociągiem ze skruberem służącym do skroplenia odparowanej frakcji lotnych węglowodorów. Korzystnym jest, gdy sekcję tłoczącą wytłaczarki ślimakowej stanowią dwa ślimaki a reaktor cieplny zasilany jest paliwem stałym z zewnętrznego zbiornika paliwa podawanego do palnika reaktora. Korzystnym jest także wariant urządzenia, gdy reaktor cieplny zasilany jest paliwem gazowym podawanym do palnika z zewnętrznego źródła zasilania. Ponadto korzystnym jest, gdy reaktor posiada wentylator nadmuchowy powietrza do zasilania paleniska.The essence of the device for recycling aluminum-containing multi-material packages according to the invention is that in the heat chamber of the reactor in the steam heat exchanger there is at least one pressing section of a screw extruder driven by a drive system and fed with properly prepared waste from the waste tank by means of a feeder through an intermediate tank provided at the top into the shut-off valve and at the bottom into the hermetic valve. Furthermore, the steam heat exchanger has an inlet valve for supplying steam from an external steam boiler source and an outlet valve for discharging the heated steam down to 250-350 ° C to the external heat exchanger and onwards to the condenser. In addition, the pressing section of the screw extruder at the end has an intermediate tank to which the evaporated fractions of volatile hydrocarbons are sucked off, and a buffer tank with a knife gate valve that cuts off the inlet of the chute to the storage tank, while the intermediate tank is connected by a pipeline with a scrubber for condensing the evaporated fraction of volatile hydrocarbons. Preferably, the pressing section of the extruder is made up of two screws and the thermal reactor is supplied with solid fuel from an external fuel tank fed to the reactor burner. A variant of the device is also advantageous when the thermal reactor is fed with gaseous fuel supplied to the burner from an external power source. Moreover, it is preferred that the reactor has an air blower fan for feeding the furnace.

Sposób recyklingu opakowań wielomateriałowych w tym zawierających aluminium w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat blokowy linii technologicznej do recyklingu opakowań wielomateriałowych, na Fig. 2 pokazano widok urządzenia do recyklingu opakowań wielomateriałowych w rzucie aksonometrycznym, Fig. 3 przedstawia urządzenie w widoku z boku, Fig. 4 pokazuje urządzenie w przekroju pionowym „A-A”, Fig. 5 przedstawia widok urządzenia w przekroju poziomym „B-B” a na Fig. 6 i 7 pokazano urządzenie w widoku z przodu i z tyłu. Sposób recyklingu opakowań wielomateriałowych w tym zawierających aluminium został przedstawiony w przykładzie wykonania na Fig. 1 w postaci schematu ideowego, na którym wstępnie rozdrobnione odpady wielomateriałowe zawierające aluminium, składowane w silosie, po ich wymieszaniu i podgrzaniu w podgrzewanym podajniku ślimakowym do temperatury nie przekraczającej 95°C, kierowane są ze zbiornika odpadów 1 za pośrednictwem podajnika 2, po otwarciu zaworu odcinającego 3, do zbiornika pośredniego 4. Następnie po napełnieniu zbiornika pośredniego 4 i automatycznym zamknięciu zaworu odcinającego 3 i otwarciu zasuwy hermetycznej (5) mieszanina odpadów jest podawana do sekcji tłoczącej 6 wytłaczarki ślimakowej 7. W dalszej części procesu technologicznego przy zamkniętej zasuwie hermetycznej 5 mieszanina odpadów jest wtłaczana do sekcji centralnej wytłaczarki ślimakowej 7, umieszczonej w reaktorze cieplnym 8 opalanym paliwem stałym dostarczanym do palnika 19 reaktora cieplnego 8 podajnikiem ślimakowym ze zbiornika zasypowego 18. Palenisko reaktora 8 zasilane jest dodatkowo powietrzem z wentylatora nadmuchowego 27 o zmiennej wydajności celem zapewnienia ustalonej temperatury pracy reaktora 8. Sekcja tłocząca 6 wytłaczarki ślimakowej 7 umieszczona jest w reaktorze cieplnym 8 w parowym wymienniku ciepła 9 zasilanym w parę z kotła parowego 10 o temperaturze do 150°C i ciśnieniu do 0,5 MPa i regulowanym przepływie w celu uzyskania w wymienniku ciepła 9 temperatury pary w zakresie 250-350°C. Pod wpływem wysokiej temperatury w sekcji tłoczącej 6 wytłaczarki ślimakowej 7 w trakcie procesu przetłaczania odpadów następuje proces toryfikacji papieru z jednoczesnym procesem upłynnienia tworzywa sztucznego w ciśnieniu otoczenia następuje rozpad stałych łańcuchów węglowodorów na frakcje gazowe. Zawarty w odpadach papier ulega endotermicznemu procesowi rozpadu - toryfikacji. W końcowym rezultacie procesu technologicznego uzyskujemy gazową frakcję węglowodorów oraz cząstki stałe - odzyskane aluminium wraz z zwęglonym papierem. Para kierowana jest z wymiennika ciepła 9 rurociągiem do zewnętrznego wymiennika ciepła 11 w celu jej wykorzystania do innych procesów i dalej do skraplacza 31. Gazowe frakcje węglowodorów są gromadzone w zbiorniku buforowym 25 i następnie odprowadzone rurociągiem do skrubera 12 celemThe method of recycling multi-material packages, including aluminum ones, in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of a technological line for recycling multi-material packages, Fig. 2 shows an axonometric view of a multi-material package recycling device, Fig. 3 shows the device in a side view, Fig. 4 shows the device in a vertical section "AA", Fig. 5 shows a view of the device in a horizontal section "BB" and in Figures 6 and 7 the device is shown in a front and back view. The method of recycling multi-material packages, including those containing aluminum, is shown in the embodiment in Fig. 1 in the form of a schematic diagram, in which pre-shredded multi-material waste containing aluminum, stored in a silo, after mixing and heating in a heated screw conveyor to a temperature not exceeding 95 ° C, are directed from the waste tank 1 through the feeder 2, after opening the cut-off valve 3, to the intermediate tank 4. Then, after filling the intermediate tank 4 and automatically closing the cut-off valve 3 and opening the hermetic valve (5), the waste mixture is fed to the pumping section 6 screw extruder 7. In the further part of the technological process, with the hermetic valve closed 5, the waste mixture is forced into the central section of the screw extruder 7, placed in the thermal reactor 8 fired with solid fuel supplied to the burner 19 of the thermal reactor 8 by means of a slide feeder from the charging tank 18. The furnace of the reactor 8 is additionally supplied with air from a variable capacity blower 27 to ensure a set operating temperature of the reactor 8. The forcing section 6 of the extruder 7 is placed in the thermal reactor 8 in a steam heat exchanger 9 supplied with steam from the boiler steam 10 with a temperature of up to 150 ° C and a pressure of up to 0.5 MPa and a regulated flow in order to obtain a steam temperature in the range of 250-350 ° C in the heat exchanger 9. Under the influence of high temperature, in the pressing section 6 of the screw extruder 7, during the process of forcing the waste, the process of paper torrefaction takes place with the simultaneous process of plastic liquefaction at ambient pressure, the solid hydrocarbon chains are broken down into gaseous fractions. Paper contained in waste undergoes an endothermic decomposition process - torrefaction. As a final result of the technological process, we obtain a gaseous fraction of hydrocarbons and solid particles - recovered aluminum together with charred paper. The steam is directed from the heat exchanger 9 through a pipeline to an external heat exchanger 11 for use in other processes and further to a condenser 31. The gaseous hydrocarbon fractions are collected in a buffer vessel 25 and then piped to scrubber 12 for use.

PL 239 361 B1 ich skroplenia i zmagazynowania w zbiorniku 13 płynnych węglowodorów. Zawarty w odpadach papier w postaci koksiku wraz z kawałkami aluminium jest transportowany do zbiornika buforowego 14. Zmieszane odpady stałe po napełnieniu zbiornika buforowego 14 i otwarciu zasuwy nożowej 15 są zrzucane do zbiornika magazynowego 16 w celu ich schłodzenia i składowania oraz poddania procesowi separacji. W przykładzie wykonania wynalazku proces separacji przeprowadzony jest w obrotowym separatorze mechanicznym 17 na sitach walcowych 20 o zmiennej geometrii oczek. W rezultacie procesu separacji uzyskujemy czyste aluminium składowane w zasobniku 28 oraz zwęglony papier w postaci koksiku w zasobniku 29.To condense them and store them in the reservoir 13 of liquid hydrocarbons. The coke breeze paper contained in the waste together with the pieces of aluminum is transported to the buffer tank 14. The mixed solid waste, after filling the buffer tank 14 and opening the knife gate valve 15, is discharged into the storage tank 16 for cooling, storage and separation. In an embodiment of the invention, the separation process is carried out in a rotary mechanical separator 17 on cylindrical screens 20 with variable mesh geometry. As a result of the separation process, we obtain pure aluminum stored in the container 28 and charred paper in the form of coke breeze in the container 29.

Urządzenie do recyklingu opakowań wielomateriałowych zawierających aluminium przedstawione na Fig. od 2 do 7 zbudowane jest z reaktora ciepła 8, w którego komorze cieplnej 22 osadzone są dwie sekcje tłoczące 6 dwóch wytłaczarek ślimakowych 7, przy czym każda wytłaczarka ślimakowa 7 wyposażona jest w dwa ślimaki przetłaczające. Każda sekcja tłocząca 6 wytłaczarek ślimakowych 7 otoczona jest w swojej środkowej części umieszczonej w reaktorze stalowym walcowym płaszczem stanowiącym parowy wymiennik ciepła 9 wytłaczarki ślimakowe 7 każda z osobna napędzana jest układem napędowym 21. Wytłaczarki ślimakowe 7 zasilane są w odpowiednio przygotowane i podgrzane odpady wielomateriałowe ze zbiornika odpadów 1 za pomocą podajnika 2 poprzez zbiorniki pośrednie 4 zaopatrzone od góry w zasuwę odcinającą 3 i od dołu w zasuwę hermetyczną 5 odcinającą powrót gazów pirolitycznych do zbiornika pośredniego 4. Ponadto parowy wymiennik ciepła 9 posiada zawór wlotowy 23 do zasilania w parę o temperaturze do 150°C z zewnętrznego źródła w postaci kotła parowego 10 oraz zawór wylotowy 24 do odprowadzenia pary podgrzanej do zewnętrznego wymiennika ciepła 11 i dalej do skraplacza 31. Dodatkowo każda sekcja tłocząca 6 wytłaczarki ślimakowej 7 w końcowej części posiada zbiornik pośredni 25, do którego odsysane są odparowane frakcje lotnych węglowodorów oraz w dolnej części zbiornik buforowy 14 z zasuwą nożową 15, odcinającą wlot zsypowy do zbiornika magazynowego 16, przy czym zbiornik pośredni 25 połączony jest rurociągiem ze skruberem 12, służącym do skroplenia odparowanej frakcji lotnych węglowodorów. Skroplone węglowodory odprowadzane są do zbiornika 13. Reaktor cieplny 8 opalany jest paliwem stałym dostarczanym do palnika 19 reaktora cieplnego 8 podajnikiem ślimakowym ze zbiornika zasypowego 18. Palenisko reaktora 8 zasilane jest dodatkowo powietrzem z wentylatora nadmuchowego 27 o zmiennej wydajności celem zapewnienia ustalonej temperatury pracy reaktora. Dodatkowo urządzenie według wynalazku wyposażone jest w wytwornicę pary 30 stanowiącej zapasowe źródło energii cieplnej do zasilania reaktora 8, zwłaszcza przy obsłudze serwisowej, rozruchu lub awarii zasadniczego źródła pary technologicznej jakim jest kocioł parowy 10. Proces toryfikacji zawartego w odpadach papieru oraz upłynnienia tworzywa sztucznego odpadów z tworzyw sztucznych a następnie ich zgazowania, jest regulowany przez odpowiednio regulowaną prędkość przepływu pary w wymienniku ciepła 9, celem utrzymania jej temperatury w zakresie od 250 do 350°C.The device for recycling aluminum-containing multi-material packages shown in Figs. 2 to 7 consists of a heat reactor 8, in which a heat chamber 22 is embedded two forcing sections 6 of two extruders 7, each screw extruder 7 equipped with two forcing screws . Each forcing section 6 of screw extruders 7 is surrounded in its central part placed in the reactor by a steel cylindrical jacket constituting a steam heat exchanger 9 screw extruders 7 each individually driven by a drive system 21. Screw extruders 7 are supplied with appropriately prepared and heated multi-material waste from a tank waste 1 by means of a feeder 2 through intermediate tanks 4 provided with a shut-off valve 3 at the top and a hermetic valve 5 at the bottom shutting off the pyrolysis gas return to the intermediate tank 4. Moreover, the steam heat exchanger 9 has an inlet valve 23 for supplying steam with a temperature of up to 150 ° C from an external source in the form of a steam boiler 10 and an outlet valve 24 for the discharge of heated steam to the external heat exchanger 11 and further to the condenser 31. In addition, each pressing section 6 of the extruder 7 in the end part has an intermediate tank 25 to which the evaporated is sucked off airfield factions h hydrocarbons and, in the lower part, a buffer tank 14 with a knife gate valve 15, shutting off the discharge inlet to the storage tank 16, the intermediate tank 25 connected to a scrubber 12 for condensing the evaporated fraction of volatile hydrocarbons. The condensed hydrocarbons are discharged into the tank 13. The thermal reactor 8 is fired with solid fuel supplied to the burner 19 of the thermal reactor 8 by a screw feeder from the charging tank 18. The reactor furnace 8 is additionally supplied with air from a variable capacity blower 27 to ensure a set reactor operating temperature. In addition, the device according to the invention is equipped with a steam generator 30 constituting a backup source of thermal energy to power the reactor 8, especially during servicing, start-up or failure of the main source of technological steam, which is a steam boiler 10. The process of torrefaction of paper contained in waste and liquefaction of plastic waste from of plastics and their gasification, is regulated by a suitably controlled steam flow rate in the heat exchanger 9 in order to maintain its temperature in the range from 250 to 350 ° C.

Zaletą rozwiązania sposobu według wynalazku jest to, że proces toryfikacji papieru, upłynniania tworzywa sztucznego i separacji aluminium odbywa się w cyklu zamkniętym w sposób ciągły, bez konieczności zasilania procesu w płynne węglowodory z zewnętrznego źródła zasilania. Uzyskane w wyniku procesu technologicznego lotne frakcje węglowodorów po ich skropleniu mogą być poddawane dalszemu procesowi uzdatniania w zależności od przeznaczenia np. jako olej opałowy KTS do zasilania układów grzewczych lub napędowych urządzeń. Odzyskane aluminium może być kierowane do dalszej przeróbki lub jako dodatek w przemyśle hutniczym lub chemicznym. Zwęglony papier może być wykorzystywany przy produkcji różnego rodzaju paliwa stałego.An advantage of the solution of the method according to the invention is that the process of paper torrefaction, plastic liquefaction and aluminum separation takes place in a continuous closed cycle, without the need to supply the process with liquid hydrocarbons from an external source of supply. The volatile fractions of hydrocarbons obtained as a result of the technological process, after their condensation, may be subjected to a further treatment process, depending on their intended use, e.g. as KTS fuel oil to supply heating systems or drive devices. The recovered aluminum can be directed for further processing or as an additive in the metallurgical or chemical industries. Carbonized paper can be used in the production of various types of solid fuel.

Oznaczenia rysunkoweDrawing markings

1. zbiornik odpadów1st waste container

2. podajnik2nd tray

3. zasuwa odcinająca3. gate valve

4. zbiornik pośredni4. intermediate tank

5. zasuwa hermetyczna5. hermetic gate valve

6. sekcja tłocząca6. pumping section

7. wytłaczarka ślimakowa7. screw extruder

8. reaktor cieplny8. thermal reactor

9. wymiennik ciepła reaktora9. reactor heat exchanger

10. kocioł parowy10. steam boiler

11. zewnętrzny wymiennik ciepła11. external heat exchanger

PL 239 361 B1PL 239 361 B1

12. skruber - skraplacz węglowodorów gazowych12. scrubber - condenser of gaseous hydrocarbons

13. zbiornik płynnych węglowodorów13. tank of liquid hydrocarbons

14. zbiornik buforowy14.buffer tank

15. zasuwa nożowa15. knife gate valve

16. zbiornik magazynowy16. storage tank

17. separator17. separator

18. zbiornik paliwa18. fuel tank

19. palnik reaktora19. reactor burner

20. sita walcowe20. cylindrical screens

21. układ napędowy wytłaczarki21. extruder drive system

22. komora cieplna reaktora22. heat chamber of the reactor

23. zawór wlotowy wymiennika ciepła23. inlet valve of the heat exchanger

24. zawór wylotowy wymiennika ciepła24. heat exchanger outlet valve

25. zbiornik pośredni25th intermediate tank

26. ślimaki wytłaczarki26. Extruder screws

27. wentylator nadmuchowy powietrza reaktora27. reactor air blowing fan

28. zasobnik na aluminium28. aluminum tray

29. zasobnik na zwęglony papier29th tray for charred paper

30. wytwornica pary30th steam generator

31. skraplacz31st condenser

Claims

1. The method of recycling multi-material packaging, including those containing aluminum from post-production multi-material and packaging waste containing, in addition to aluminum, plastics and paper, in which pre-shredded and / or dried waste, preheated to a temperature not exceeding 95 ° C, mixed in a heated screw conveyor, is subjected to the thermal process of paper torrefaction with the simultaneous process of plasticizing the plastic at ambient pressure, and finally the obtained gaseous fraction of hydrocarbons and the recovered aluminum together with the carbonized paper are drained and subjected to the final segregation process, characterized in that the obtained heated mixture of waste from the waste tank (1 ) through the feeder (2), after opening the shut-off valve (3), it is forced into the intermediate tank (4) and then, after filling the intermediate tank (4), closing the shut-off valve (3) and opening the hermetic valve (5), the waste mixtureis fed to the pressing section (6) of the screw extruder (7), then, with the hermetic valve (5) closed, the waste mixture is forced into the central section of the screw extruder (7) located in the thermal reactor (8) fired with solid or gaseous fuel, the section the delivery (6) of the screw extruder (7) is placed in the thermal reactor (8) in a steam heat exchanger (9), fed from a steam generator or steam boiler (10) with steam at a temperature of up to 150 ° C and a pressure of up to 0.5 MPa and a regulated flow in order to obtain a steam temperature in the range of 250-350 ° C in the heat exchanger (9), then discharged to the external heat exchanger (11) and then a condenser (31) in a further process step in the central section of the extruder (7) in at a temperature of 250-350 ° C, there is successively liquefaction and then evaporation of volatile hydrocarbon fractions, which are directed to the buffer tank (25) and then through a pipeline to the scrubber (12) for their condensation and change gassing in the liquid hydrocarbon tank (13), in addition, in the process of pumping the waste, the waste paper is graded, which in the form of coke breeze together with pieces of aluminum is transported to the buffer tank (14), from which, after opening the knife gate valve (15), the solid fractions are discharged into the storage tank for cooling and storage.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the solid fractions together with the aluminum stored in the storage tank (16) are fed to the further segregation process for solid waste and pure aluminum in the separator (17).

PL 239 361 B1

3.A device for recycling multi-material packages containing aluminum consisting of a waste tank, feeder, shut-off valves, air blower fan, tanks, screw extruder, thermal reactor, heat exchanger, steam boiler and scrubber, and a separator and condenser, characterized in that in the chamber (22) of the reactor (8), in the steam heat exchanger (9) there is at least one pressure section (6) of the screw extruder (7) driven by the drive system (21) and supplied with appropriately prepared waste from the waste tank (1) by means of of the feeder (2) through the intermediate tank (4) equipped with a shut-off valve (3) at the top and a hermetic valve (5) at the bottom, while the steam heat exchanger (9) has an inlet valve (23) for supplying steam from the external sources in the form of a steam boiler (10) and an outlet valve (24) for the discharge of steam heated to a temperature of 250-350 ° C to the external heat exchanger (11) and further to the skr the conveyor (31), moreover, the forcing section (6) of the extruder (7) has an intermediate tank (25) at the end, to which the evaporated fractions of volatile hydrocarbons are sucked off, and a buffer tank (14) with a knife gate valve (15) shutting off the inlet of the chute to a storage tank (16), the intermediate tank (25) connected by a pipeline with a scrubber (12) for condensing the evaporated fraction of volatile hydrocarbons.

4. Recycling device according to claim The extruder (7) as claimed in claim 3, characterized in that the pressing section (6) of the extruder (7) consists of two screws (26).

5. Recycling device according to claim The method of claim 3, characterized in that the thermal reactor is supplied with solid fuel from an external fuel tank (18) fed to the burner (19) of the reactor (8).

6. Recycling device according to claim The process of claim 3, characterized in that the thermal reactor is fed with gaseous fuel supplied to the burner (19) from an external power source (18).

7. Recycling device according to claim The apparatus of Claim 3, characterized in that the reactor (8) has an air blower fan (27) for feeding the furnace.